ஹாஃப்னியம் அடிப்படையிலான பெரோவ்ஸ்கைட் நானோகிரிஸ்டல்களை ஒருங்கிணைத்தல் சாத்தியமா?

கட்டுறா காலியிட-வரிசைப்படுத்தப்பட்ட பெரோவ்ஸ்கைட் Cs₂M⁴⁺X₆ (X=Cl^–, Br^– அல்லது I^–) நானோகிரிஸ்டல்கள் குறைந்த நச்சுத்தன்மை, உயர் நிலைத்தன்மை மற்றும் தனித்துவமான ஒளியியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன.

பெரோவ்ஸ்கைட் நானோகிரிஸ்டல்களை ஒருங்கிணைக்க சூடான ஊசி முறைகளில், உலோக ஹாலைடுகள் அல்லது உலோக அசிட்டேட்டுகள் பெரும்பாலும் உலோக முன்னோடிகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இருப்பினும், பல புதிய பெரோவ்ஸ்கைட் நானோ கிரிஸ்டலின் அமைப்புகளுக்கு, இந்த இரண்டு வகையான உலோக உப்புகள் கரிம கரைப்பான்களில் அயனியாக்கம் செய்ய இயலாமை, தொகுப்பு தோல்விக்கு ஒரு முக்கிய காரணமாகும்.

சமீபத்தில், சீன அறிவியல் அகாடமியின் டேலியன் இன்ஸ்டிடியூட் ஆஃப் கெமிக்கல் பிசிக்ஸ் (DICP) இன் பேராசிரியர். ஹான் கெலி மற்றும் பேராசிரியர் யாங் பின் தலைமையிலான ஆய்வுக் குழு, உலோக அசிடைலேசெட்டோனேட்டுகள் ஒரு பொருத்தமான உலோக முன்னோடி என்று கண்டுபிடித்தது. Hf-அடிப்படையிலான, காலியிட-வரிசைப்படுத்தப்பட்ட பெரோவ்ஸ்கைட்டை ஒரு மாதிரி அமைப்பாகவும், ஹாஃப்னியம் அசிடைலேசெட்டோனேட்டை ஒரு உலோக மூலமாகவும் பயன்படுத்துவதன் மூலம், அவர்கள் Cs₂HfCl₆ நானோகிரிஸ்டல்களை முதல் முறையாக சூடான ஊசி முறை மூலம் ஒருங்கிணைத்தனர்.

இந்த ஆய்வு லேசர் & ஃபோட்டானிக்ஸ் விமர்சனங்களில் டிசம்பர் 13 அன்று வெளியிடப்பட்டது.

முன்னர் அறிவிக்கப்பட்ட பெரோவ்ஸ்கைட் நானோகிரிஸ்டல்களில் இருந்து வேறுபட்டது, புதிதாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட Cs₂HfCl₆ நானோகிரிஸ்டல் ஒரு குறைபாடு-திறனை தாங்க முடியாத குறைக்கடத்தி ஆகும்.

Cs₂HfCl₆ நானோகிரிஸ்டல்களுக்குள் உள்ள துணை பட்டை இடைவெளி குறைபாடு நிலைகளைத் தணிக்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் Sb³⁺ ஊக்கமருந்துகளின் செயலற்ற உத்தியை முன்மொழிந்தனர். இது முந்தைய பெரோவ்ஸ்கைட் ஆய்வுகளில் தெரிவிக்கப்படவில்லை.

மேலும், அரிதான பூமி அசிடைலேசெட்டோனேட்டுகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், ஆராய்ச்சியாளர்கள் Pr³⁺, Tb³⁺, Eu³⁺, Ho³⁺ உள்ளிட்ட நான்கு அரிய பூமி அயனிகளை Cs₂HfCl₆ நானோகிரிஸ்டலின் படிக அணிக்கோவையில் செலுத்தி, சீரான பல வண்ண உமிழ்வுகளைப் பெற்றனர்.

மாசுட்டப்பட்ட அரிதான பூமி அயனி பெரோவ்ஸ்கைட் நானோகிரிஸ்டல் அமைப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​அரிய பூமி அசிடைலாசெட்டோன் கலவைகளின் பயன்பாடு ஒப்பீட்டளவில் லேசான வெப்பநிலையின் கீழ் நானோகிரிஸ்டல் அணிக்கோவையில் அரிய பூமி அயனிகளை மாசுட்ட  உதவியது.

“எங்கள் ஆய்வு காலியிடங்கள் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட பெரோவ்ஸ்கைட் நானோகிரிஸ்டல்களின் ஒளியியல் பண்புகளை ஒழுங்குபடுத்துவதற்கான பயனுள்ள உத்தியை வழங்குவதோடு மட்டுமல்லாமல், புதிய பெரோவ்ஸ்கைட் நானோகிரிஸ்டல் அமைப்புகளின் வளர்ச்சியை ஊக்குவிக்கும் சூடான ஊசி தொகுப்பு முறையையும் வளப்படுத்துகிறது” என்று பேராசிரியர் ஹான் கூறினார்.

References:

• Liu, R., Yang, J., Zhao, D., Liu, W., Li, G., Yan, W., & Zhang, W. (2021). Efficient Broadband Yellow-Green Emission of Vacancy Halide Double Perovskites Through the Ion-Exchanged Strategy. Inorganic Chemistry.
• Yarema, M., Yarema, O., Lin, W. M., Volk, S., Yazdani, N., Bozyigit, D., & Wood, V. (2017). Upscaling colloidal nanocrystal hot-injection syntheses via reactor underpressure. Chemistry of Materials, 29(2), 796-803.
• Liu, L., Li, H., Liu, Z., & Xie, Y. H. (2018). Structure and band gap tunable CuInS2 nanocrystal synthesized by hot-injection method with altering the dose of oleylamine. Materials & Design, 149, 145-152.
• Houtepen, A. J., Koole, R., Vanmaekelbergh, D., Meeldijk, J., & Hickey, S. G. (2006). The hidden role of acetate in the PbSe nanocrystal synthesis. Journal of the American Chemical Society, 128(21), 6792-6793.
• Tong, J., Wu, J., Shen, W., Zhang, Y., Liu, Y., Zhang, T., & Deng, Z. (2019). Direct hot-injection synthesis of lead halide perovskite nanocubes in acrylic monomers for ultrastable and bright nanocrystal–polymer composite films. ACS applied materials & interfaces, 11(9), 9317-9325.